- 浪涌保护器
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- 防雷器
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⒈放电间隙（又称保护间隙）：它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。
这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc；冲击放电电压Up（一般情况下Up≈（2～3）Udc；工频耐受电流In；冲击耐受电流Ip；绝缘电阻R（>109Ω）；极间电容（1-5PF）气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在。
⒉气体放电管：它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。压敏电阻的技术参数主要有：压敏电压（即开关电压）UN，参考电压Ulma；残压Ures；残压比K（K=Ures/UN）；大通流容量Imax；泄漏电流；响应时间。
压敏电阻的使用条件有：压敏电压：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0为工频电源额定电压）小参考电压：Ulma≥（1.8～2）Uac（直流条件下使用）Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流条件下使用，Uac为交流工作电压）压敏电阻的大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏。
抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α为非线性系数，对于齐纳二极管α=7～9，在雪崩二极管α=5～7.抑制二极管的技术参数击穿电压，它是指在指定反向击穿电流（常为lma）下的击穿电压，这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V～4.7V范围内，而雪崩二极管的额定击穿电压常在5。
⒋抑制二极管：抑制二极管具有箝位限压功能，它是工作在反向击穿区，由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点，特别适合用作多级保护电路中的末几级保护元件。⑵大箝位电压：它是指管子在通过规定波形的大电流时，其两端出现的高电压。
还要考虑漏电保护器跳闸的情况。选择浪涌保护器时，要选不易老化的，在预期瞬时高压下不易被损坏，及发生故障时不易损坏其它电气设备的浪涌保护器。后选择浪涌保护器时，它的箝制电压要和被保护设备所能承受的电压一致。
如果浪涌保护器不能保持箝制电压，就要在被保护设备附近安装另外的浪涌保护器。如果多个浪涌保护器同时使用时，正确协调这些浪涌保护器间的关系就很重要了。在两个浪涌保护器之间要选择一个规定的电感，而这个电感可以通过两个浪涌保护器之间固定长度的电缆，或是用规定的电感元件来实现。
浪涌保护器（电涌保护器）又称避雷器，简称（SPD）适用于交流50/60HZ，额定电压至380V的供电系统（或通系统）中，对间接雷电和直接雷响或其他瞬时过压的电涌进行保护，适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求，具有相对相，相对地，相对中线，中线对地及其组合等保护模式。
再次重申，以目前浪涌保护器的发展情况来看，一步实现完全保护的可能性很大。原始的电涌保护器羊角形间隙，出现于19世纪末期，用于架空输电线路，防止雷击损坏设备绝缘而造成停电。20世纪20年代，出现了铝浪涌保护器，氧化膜浪涌保护器和丸式浪涌保护器。
30年代出现了管式浪涌保护器。50年代出现了碳化硅防雷器。70年代又出现了金属氧化物浪涌保护器。现代高压浪涌保护器，不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压，也用于限制因系统操作产生的过电压。浪涌也叫突波，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。
本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲，可能引起浪涌的原因有：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。浪涌保护器，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。
一、防雷接地安装工程可划分为以下几个分项工程：网络防雷器A、接地装置安装；B、防雷引下线敷设；C、均压环敷设；D、等电位连接系统安装；E、防雷电波侵入系统安装；F、防侧击雷系统安装；G、接闪器系统安装。
?避雷针二、接地装置的一些材料要求。1、埋于土壤中的人工垂直接地体应采用热镀锌处理的角钢、钢管或圆钢；埋于土壤的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100mm2，其厚度不应小于4mm；钢管壁厚不应小于3.5mm。
?三、防雷装置的连接应尽量采用焊接，并应符合以下规定：1、焊接应饱满牢固，不应有夹渣虚焊、咬肉、气孔及未焊透现象；避雷针2、扁钢的搭接长度不应小于其宽度的2倍，不得少于3面施焊（当扁钢宽度不同时，搭接长度以宽的为准）；?3、圆钢双面施焊的搭接长度不应小于其直径的6倍，当直径不同时，搭接长度以直径大的。
2、接地线应与水平接地体的截面相同。3、人工垂直接地体的长度宜为2.5m。防雷设施为什么要进行年检近年来，雷电灾害已成为较严重的自然灾害之一。有些人认为雷暴是小概率事件，没有必要年年检测防雷装置。然而防雷装置性能的好坏，直接关系着防雷安全。
其实，从防雷技术角度来说，现代防雷设施包括外部防雷保护（建筑物或设施的直击雷防护）和内部防雷保护（雷电电磁脉冲的防护）两部分，防雷器外部防雷系统主要是为了保护建筑物本身避免遭遇由直接雷击引起的火灾事故及人身安全事故；而内部防雷系统则是为了防止雷电波侵入、雷击感应过电压以及系统操作过电压侵入设备造成的。
低功耗是电子产品设计永无止境的追求，伴随技术的发展，目前隔离器和安全栅的功耗与过去相比，已经减小许多，性能和技术指标也得到提高。
产品的功耗是各个功能单元功耗的总和，只有降低各个功能单元的功耗才能使得总得功耗降低，增加产品的热稳定性和寿命。隔离器和安全栅由输入、输出、隔离、电源、安全等单元构成，其中安全单元是无源的限压限流网络，技术上进行低功耗改进的可能性非常小。主要在输入、输出、电源、隔离四个单元进行技术改进。
1、 输出单元模块的自适应负载技术
输出模块可以根据负载的大小动态调整输出模块的输出功率，从而减少自身的发热。传统的负载设计是根据额定负载的大小设计输出功率，当输出负载非常小时，多余的负载功率就耗散在仪表内部，从而时仪表自身发热。假设一台隔离器的输出负载设计为750欧姆，那么输出驱动功率一般设计为0.5W。如果在实际应用中此隔离器的负载使用在50欧姆的环境下，那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率转换为仪表自身的发热。如果时多路输出将产生更多的热量，而降低输出模块的额定功率在实际应用中又难以应付市场的复杂状况。
自适应负载技术很好的解决了这个矛盾，此技术的原理图示如下：
下表是对比的测试数据:
测试条件：电源24DC；负载变化 50欧姆～750欧姆
输出模块类型 标准输出模块自适应负载输出模块
模块的耗散功率（50Ω） 320mW 10mW
模块的耗散功率（250Ω） 220mW 10mW
模块的耗散功率（500Ω） 120mW 10mW
模块的耗散功率（750Ω） 20mW 10mW
从上表可以看到：自适应负载技术使得模块的耗散功率是恒定在一个很低的水平，不会受到负载变化的影响。
负荷检测可以根据负载的大小调整输出功率，极大的减少了输出模块的发热，用户在定货时无须说明负载大小，极大的方便了用户的使用和缓解了库存压力。
2、 隔离单元模块的低功耗改进
隔离单元是决定产品技术指标的重要单元。
目前隔离技术主要有磁隔离与光隔离两大类。隔离电路形式有直接调制耦合，反馈调制耦合等多种形式，具体采用什么形式要根据产品的技术指标而定。 总的来讲可以大致分为开关量号采用光隔离，模拟量号采用磁隔离的方式。从技术复杂程度来看，磁隔离比光隔离处理技术复杂，采用磁隔离技术， 设计者可以根据技术指标采用合适的设计方案，隔离的线性、精度可以根据产品要求灵活控制。而光隔离的线性、精度只能依赖器件厂家提供的技术指标， 设计人员可以调整的方式很少，也不可能超过厂家提供的技术指标。由于功耗大，光电隔离也不能实现无源隔离。北京国电中自电气有限公司采用电流互感模式、电流互感反馈模式、 电压互感模式、电压互感反馈模式、电流互感功率补偿模式等多种磁隔离方式。根据产品的特点选择不同的磁隔离模式。
上述隔离模式中，电流互感功率补偿模式是功耗低的模式，目前在新一代的无源隔离安全栅中使用，在保证技术指标的同时，降低了隔离单元的功耗。
3、电源模块
电源的技术指标是基础，决定产品的性能。目前流行的电源拓扑形式虽然非常多，也很成熟。但我们在隔离器和安全栅的电源设计中进行了技术创新，目前采用的参数式开关稳压电源设计获得了国家的发明专利。根据隔离器和安全栅的特点，参数式开关稳压稳压电源提升了效率，降低了电源的复杂程度。从工艺和成本上得到改进，减少了产品的故障率。
三、无源隔离器和安全栅
传统的隔离器和安全栅均为有源，需要外接24V直流电源。而无源隔离器和安全栅不需要外接24V直流电源，接线数量减少了三分之一，降低了安装和维护难度。因此，无源隔离器和安全栅的应用越来越广泛，特别是在DCS和PLC系统的接口应用中，普遍采用无源隔离器和安全栅的设计模式
无源隔离器和安全栅的示意图：
无源隔离器和安全栅是指无须外接24V直流电源，其工作所需要的能量来源于表示号的4 ~ 20mA电流。因此，无源隔离器和安全栅的功耗必须非常小，是一种功耗的设计应用。更低的功耗和更高的输入、输出线性是衡量无源隔离器和安全栅的关键指标。
